超級(jí)電容器作為一種具有高功率密度、高能量密度的儲(chǔ)能裝置,引起了研究者們的廣泛關(guān)注。而電極材料是超級(jí)電容器的核心部分,它決定了超級(jí)電容器的電化學(xué)性能。研究顯示微孔是雙電層電容的主要來源,而納米結(jié)構(gòu)是微孔高效利用的必要前提。本文制備了多種形態(tài)的微孔納米碳,對孔結(jié)構(gòu)與電容性能的相關(guān)性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。1)從納米碳纖維,膨脹石墨和碳微球出發(fā),利用形狀記憶法和氯化刻蝕制備了三種形態(tài)的碳化硅衍生碳,考察了材料尺度和微觀結(jié)構(gòu)對材料電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,具有纖維結(jié)構(gòu)的納米材料具有最佳的性能,制備的多孔納米碳纖維的形貌能夠完整的繼承碳前驅(qū)體,其比表面積高達(dá)1585 m²/g,孔徑集中在1-2 nm之間,比電容量最高達(dá)到240 F/g。2)以低分子量甲階酚醛樹脂為炭前驅(qū)體、乙醇為溶劑、PVP為紡絲助劑,正硅酸乙酯（TEOS）和三嵌段共聚物F127為添加劑配置紡絲液,經(jīng)過靜電紡絲/高溫?zé)崽幚砗涂諝庾茻苽淞颂蓟杓{米纖維,再經(jīng)氯化刻蝕制備出多孔納米碳纖維。研究表明,隨著TEOS含量的增加,由納米線組成的Si C納米纖維逐漸向納米顆粒組成的Si C納米纖維轉(zhuǎn)變。當(dāng)TEOS/酚醛樹脂質(zhì)... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超級(jí)電容器的原理

第一章緒論3圖1-2雙電層示意圖Fig.1-2Themechanismofelectricdouble-layer雙電層電容器是根據(jù)雙電層理論建立的，雙電層電容器的工作原理如圖1-3所示，正、負(fù)電極浸入電解質(zhì)溶液中并在兩極之間加入隔膜，組成兩個(gè)相互串聯(lián)的雙電層電容器。極化電極通常由活性電極材料和集流體組成，電解液使用KOH、H2SO4和NaCl作為水系電解質(zhì)[17]。圖1-3雙電層電容器的工作原理Fig.1-3Fundamentalprinciplesofelectricdouble-layercapacitor雙電層電容工作過程可以通過以下反應(yīng)式進(jìn)行說明：正極：Es+A-Es+//A-+e-(1-1)負(fù)極：Es+C+e--Es//C+(1-2)上式中，Es表示電極的表面，C+表示電解液中的陽離子，A-表示電解液的陰離子，//代表雙電層。充電過程中，給兩電極施加一定的外在電壓（電壓應(yīng)小于溶劑的分解電壓），溶液中的陰、陽離子在電場的作用下分離并向正、負(fù)電極遷移，在電極的表面形成致密的雙電層，這樣能量就以電荷的形式儲(chǔ)存在電極的表

第一章緒論3圖1-2雙電層示意圖Fig.1-2Themechanismofelectricdouble-layer雙電層電容器是根據(jù)雙電層理論建立的，雙電層電容器的工作原理如圖1-3所示，正、負(fù)電極浸入電解質(zhì)溶液中并在兩極之間加入隔膜，組成兩個(gè)相互串聯(lián)的雙電層電容器。極化電極通常由活性電極材料和集流體組成，電解液使用KOH、H2SO4和NaCl作為水系電解質(zhì)[17]。圖1-3雙電層電容器的工作原理Fig.1-3Fundamentalprinciplesofelectricdouble-layercapacitor雙電層電容工作過程可以通過以下反應(yīng)式進(jìn)行說明：正極：Es+A-Es+//A-+e-(1-1)負(fù)極：Es+C+e--Es//C+(1-2)上式中，Es表示電極的表面，C+表示電解液中的陽離子，A-表示電解液的陰離子，//代表雙電層。充電過程中，給兩電極施加一定的外在電壓（電壓應(yīng)小于溶劑的分解電壓），溶液中的陰、陽離子在電場的作用下分離并向正、負(fù)電極遷移，在電極的表面形成致密的雙電層，這樣能量就以電荷的形式儲(chǔ)存在電極的表

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3497622